Planejamento in silico de cumarinas como possíveis inibidores da Cinesina Eg5

Abstract

O câncer de pulmão é uma das maiores causas de morte no mundo, sendo responsável por aproximadamente 2,1 milhões de novos casos ao ano. No Brasil, é o quarto tipo de câncer mais comum entre homens e o quinto entre mulheres. A utilização de derivados de platina associado a outros quimioterápicos ainda é a principal escolha para o tratamento do câncer de pulmão, contudo o uso destes fármacos ocasiona efeitos adversos graves e pode apresentar diversos mecanismos de resistência. A cinesina Eg5 é uma enzima motor que se locomove utilizando os microtúbulos como trilhos, desempenhando papéis importantes nos processos celulares como: transporte intracelular, organização do citoesqueleto, transdução de sinal, mobilidade e divisão celular. A cinesina mitótica Eg5 é um possível alvo para tratamentos, pois sua inibição resulta na parada mitótica entre as fases G2/M do ciclo celular levando à apoptose. Sua inibição leva a uma seletividade sobre as células tumorais, consequentemente diminuindo os efeitos adversos e aumentando a eficácia de um antineoplásico promissor. Objetivando identificar novos inibidores da Eg5, foi realizada uma triagem virtual por docking molecular das cumarinas da quimioteca do LaSOM. Foram selecionadas cinco cumarinas pelo método rank-by-rank e foram analisadas suas propriedades físico-químicas e toxicológicas in silico. A partir destes resultados, o LaSOM 235 foi selecionado para continuar no estudo e ser testado in vitro. Adicionalmente duas outras cumarinas, LaSOM 229 e LaSOM 234, foram incluídas no estudo experimental. Foram realizados testes in vitro de viabilidade celular, estresse oxidativo e ensaio de potencial de membrana mitocondrial utilizando a linhagem de câncer de pulmão humano A549. Os resultaram mostraram que o LaSOM 235 foi o que apresentou uma diminuição da viabilidade celular nas concentrações de 30, 40 e 50 μM quando comparado ao grupo controle (100% da viabilidade celular), revelando ser a substância mais promissora entre as três avaliadas in vitro.

Lung cancer is one of the biggest causes of death in the world, accounting for approximately 2.1 million new cases per year. In Brazil, it is the fourth most common type of cancer among men and the fifth among women. The use of platinum derivatives associated with other chemotherapeutics is still the main choice for the treatment of lung cancer, however the use of these drugs causes serious adverse effects and can present several resistance mechanisms. Kinesin Eg5 is a motor enzyme that moves using microtubules as rails, playing important roles in cellular processes such as: intracellular transport, cytoskeleton organization, signal transduction, mobility and cell division. Mitotic kinesin Eg5 is a possible target for treatments, as its inhibition results in mitotic arrest between the G2/M phases of the cell cycle leading to apoptosis. Its inhibition leads to selectivity on tumor cells, consequently reducing adverse effects and increasing the effectiveness of a promising antineoplastic agent. Aiming to identify new Eg5 inhibitors, a virtual screening by molecular docking of coumarins from the LaSOM chemo library was performed. Five coumarins were selected by the rank-by-rank method and their physicochemical and toxicological properties in silico were analyzed. From these results, LaSOM 235 was selected to continue the study and be tested in vitro. Additionally, two other coumarins, LaSOM 229 and LaSOM 234, were included in the experimental study. In vitro cell viability, oxidative stress and mitochondrial membrane potential assays were performed using the human lung cancer strain A549. The results showed that LaSOM 235 was the one that presented a decrease in cell viability at concentrations of 30, 40 and 50 μM when compared to the control group (100% of cell viability), revealing to be the most promising substance among the three evaluated in vitro.